机械行业机器人系列报告(十二)：连铸球铁：替代空间巨大的新型钢铁材料

　　连铸球铁是通过连续铸造工艺生产的球墨铸铁，兼具钢与铁的优点。根据含碳量由低到高，钢铁材料分为熟铁、低碳钢、中碳钢、高碳钢、铸铁、生铁。

    　　球墨铸铁是铸铁中的一种，比普通灰口铸铁强度高，比钢的液体流动性好、润滑性好、加工成本更低。连续铸造工艺能够改善金属的组织性能，降低生产成本。球墨铸铁一般采用水平连铸工艺。

    　　与多种金属材料相比，连铸球铁具备显著优势。相对于砂铸球铁，连铸球铁致密、抗疲劳（提高50%）、易切削（节电50%）。相对于连铸灰铁，连铸球铁强度高（高10%-500%）、隔热性好、延展性好。相对于钢，连铸球铁质量轻（轻8%）、易加工（加工速度快30%）、耐磨性好、成本低。相对于铝，连铸球铁硬度高、抗压性好、成本低。由于这些优越特性，连铸球铁适用于水处理、油气、工业管道、汽车零部件及机械设备等领域。

    　　连铸球铁可替代部分钢、铝、铜和砂铸球铁，在精密减速器、压缩机螺杆转子和液压分配阀领域替代空间超百亿。连铸球铁可以取代一部分铸钢、锻钢，尤其在高耐磨性运动零部件领域。近年来，连铸球铁已经在液压、纺织、冶金、压缩机、玻璃模具等行业成功取代部分锻钢和铸钢。2023 年，中国锻件产量约为1370.8 万吨，铸钢产量约为635 万吨，如果连铸球铁按照6300 元/吨替代，理论上的替代空间达到1264 亿元。连铸球铁在精密减速器中可以用于谐波减速器的刚轮、行星减速器的行星架、输出轴、箱体、RV 减速器的针齿壳等。伴随着人形机器人的发展，我们预计到2030 年，连铸球铁在工业机器人减速器的市场空间约为0.88 亿元，同时伴随人形机器人的发展，连铸球铁在人形机器人减速器中的替代空间将达到1.72 亿元。连铸球铁可用于空压机螺杆转子，我们预计到2030 年连铸球铁在螺杆空压机转子上的潜在市场空间约为35.69 亿元。连铸球铁还可用于液压分配阀，我们预计到2030 年连铸球铁在液压阀上的潜在国内市场空间为42.20 亿元。连铸球铁还能替代一部分砂铸球铁和铝、铜，例如空压机等机器的活塞、内燃发动机的活塞环可使用连铸球铁替代铝合金。

    　　过去60 年，球墨铸铁在全球范围内的占比不断提升。全球铸铁产量从1966年的约5700 万吨增长到2017 年的约7600 万吨，CARG 仅约为0.66%，在铸件材料中的占比从80%下降到69%。而同时，球墨铸铁产量的CAGR 达到22.5%，甚至超越了铝21.5%的增速，在铸件中的占比也从不到5%提升至超过20%。成熟市场以美国为例，美国铸铁产量从1966 年约1700 万吨下降至2017 年约600 万吨。但与此同时，美国球墨铸铁产量从约不到100 万吨上升至约300 万吨。球墨铸铁在铸件中的占比从约3%上升至超过20%。

    　　投资建议：我们认为连铸球铁作为一种新兴的钢铁材料，与传统铸钢、锻钢相比具有低成本、高耐磨性的特点，因此可以替代一部分钢铁材料；与砂铸工艺相比，连铸工艺更适合标准化、规模化生产，因此连铸球铁可以替代一部分砂铸球铁；与铜、铝相比，连铸球铁具备低成本、高安全性的特点，因此也可以替代一部分铜、铝金属。特别地，我们预计未来几年连铸球铁在液压件、空压件和精密传动件中的渗透率将不断提升，并伴随着工程机械周期、人形机器人的爆发，迎来行业的高速增长。建议关注国内连铸球铁行业领先的厂商恒工精密。

    　　风险提示：经济增长不及预期、人形机器人产业化不及预期、被新材料替代的风险

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